Pilha de Lítio

As pilhas ou baterias que possuem Lítio como seu principal constituinte têm como uma de suas características o fato de serem bem leves, pois o Lítio é o metal menos denso descoberto até o momento (sendo duas vezes menos denso que a água).

Existem dois tipos principais de pilhas de Lítio, sendo uma delas a de Lítio-iôdo. É uma pilha bastante leve, pesando apenas 25 g. Foi desenvolvida principalmente para ser utilizada em marca-passos, pois além de ter uma grande durabilidade (que pode chegar a até 10 anos), ela não solta gases que poderiam ser prejudiciais para o paciente, sendo fechada hermeticamente. Fornece uma voltagem de 2,8 V e uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm³).

 

Sua constituição básica é de:

Anôdo: lítio metálico
Cátodo: pode ser um complexo de iodo ou uma mistura complexa de soluções, entre elas o cloreto de sulfurila (SOCl₂).

Esses dois eletrodos sólidos são separados por uma camada cristalina de iodeto de lítio, por onde a corrente passa do ânodo para o cátodo.

No caso da pilha de lítio-iodo, temos as seguintes semirreações e reação global:

Anôdo: 2 Li_(s) →2 Li²⁺_(s) + 2e^-

^{Catodo: 1 I}_2(s) ^{+ 2e-→2 I1-} _(s)

Global: 2 Li_(s) + 1 I_2(s) →2 LiI _(s)

Já no segundo caso, a reação global é dada por:

4 Li + 2 SOCl₂ →4 Li⁺ + 4Cl^- + S + SO₂

 

O outro tipo, é a bateria de Íon-lítio, que leva esse nome porque o agente responsável tanto pela redução quanto pela oxidação é o íon lítio (Li⁺).

São as baterias recarregáveis modernas de celulares e computadores portáteis. A voltagem delas varia de 3,0 a 3,5 V. É recarregável porque o seu processo de descarga é reversível, bastando aplicar uma corrente contínua por meio de um transformador.

 

A durabilidade de sua carga varia de acordo com a quantidade de reagentes. Sua estrutura é mais complexa do que a das pilhas de lítio citadas anteriormente:

Anôdo: átomos dispostos na forma de lâminas em que se inserem os íons lítio (Li⁺). Os íons lítio se intercalam na estrutura de um óxido lamelar (em forma de lâmina), o LiCoO₂.

Cátodo: associação de grafita com cobre. Os íons lítio se intercalam entre estruturas hexagonais de carbono (LiC₆).

O eletrólito é constituído de sais de lítio (LiClO₄) dissolvidos em solventes orgânicos.

Seu funcionamento consiste no seguinte: os íons lítio que estão em um solvente não aquoso migram do ânodo para o cátodo, ocorrendo as seguintes semirreações e reação global:

Anôdo: 1 I_2(s) + 2e^-→2 I^1- _(s)

_{Cátodo: LixCoO2 (s) + y Li}⁺_{(s) + y e}^-_{→Lix+yCoO2 (s)}

Global: Li_yC_6(s) → 6 C _(s) + y Li⁺ _(solv) + y e^-

Assim, no momento em que se recarrega essa bateria, o processo é inverso e é provocada a migração dos íons lítio.

 

Bibliografia: http://www.brasilescola.com/quimica/pilhas-baterias-litio.htm